Энергосбережение объектов в условиях перехода на цифровые сети

В принятой месяц назад новой Энергетической стратегии страны (распоряжение Правительства РФ № 1523-р от 9 июня) определены не только основные направления и поэтапные планы развития электроэнергетики, но и алгоритм проведения реформ в период «модернизационного рывка» 2020-2024 гг., где исключительно важным для менеджментов и подразделений энергетиков объектов является то, что изменения начнутся «снизу-вверх» от потребительских силовых сетей. Т.е. ближайшие годы станут действительно «жаркими» и особенно с учетом огромных финансовых убытков предприятий из-за ограничения (или прекращения) деятельности во время ухудшения эпидемиологической ситуации в стране, а также практического отсутствия не только нормативно-правовой базы для цифровой трансформации силовых сетей низкого напряжения, но de facto и самой четкой концепции «цифровой сети».

Ухудшает ситуацию явно чрезмерная маркетинговая активность структурных образований IT отрасли, буквально «заваливших» пространство Рунета специфическими предложениями адаптивного (см. - самообучаемого) программного обеспечения, пакетов с предиктивным (см. - прогнозным) управлением, обслуживанием big data (см. - обработка больших баз данных), конгитивными технологиями Process Digital Twins (см. - процесс моделирования «цифровых двойников»), блокчейна (см. – 3D моделирование) и т.п. Это отнюдь не улучшает понимания вопроса даже высококлассным специалистом другого профиля, тем более, что большая часть этих «новаций» вызывает серьезные сомнения в пригодности «in no time».

Справка: Так, Process Digital Twins по данным исследований показывает хорошие результаты, но только в случае обработки большой по объему и времени базы информации, а значит может быть использован с достаточной достоверностью результатов исключительно после эксплуатации программного обеспечения в течение года (и более) и при условии интеграции в сеть значительного числа датчиков разного назначения. В свою очередь «адаптивность» программного обеспечения должна тестироваться достаточно большое время, ведь «универсальные» программы будут работать с далеко не «унифицированными» силовыми сетями разных объектов.

Вместе с тем, de facto силовые сети при цифровой трансформации не претерпят значительных изменений, во всяком случае сети крупных объектов с действующими АСУ ТП и на начальных этапах перехода – увеличивается жесткость требований к быстродействию устройств, в том числе конденсаторных установок для повышения коэффициента мощности, обеспеченности нагрузки контроллерами на полупроводниковых цепях и также показателям качества электроэнергии, которые должны соответствовать требованиям стандарта и быть стабильными, а сама силовая сеть – не оказывать негативного влияния на информационные каналы связи, используемые для коммутации программного-аппаратного комплекса АСУ, датчиков и контроллеров оборудования.

Энергосбережение в цифровых сетях промышленных предприятий и непромышленных объектов.

Если абстрагироваться от штампов типовых программ энергосбережения и повышения энергоэффективности (установка счетчиков, регулируемых электроприводов, энергосберегающего освещения и пр.), то следует признать, что основная доля экономии потребления электроэнергии на крупных энергоемких объектах формируется за счет равномерного распределения нагрузки, вывода оборудования в оптимальный режим эксплуатации и компенсации реактивной мощности.

В цифровых сетях возрастает значение искажений гармониками тока, напряжения, причем целый пакет фундаментальных исследовательских работ последнего десятилетия свидетельствует о том, что гармоники и интергармоники не только снижают пропускную способность низковольтных сетей, но и обусловливают немалые потери активной энергии в кабелях, трансформаторах, обмотках двигателей из-за повышения сопротивления проводов при скин-эффекте. Т.е. производители и сборщики технических средств для повышения качества электроэнергии, оптимизации баланса мощности, локализации источников возмущений, ожидают повышение востребованности активных фильтров гармоник (АФГ), позволяющих решить проблемы искажений сетевых параметров и энергосбережения.

Наряду с этим в цифровой сети вряд ли найдут применение традиционные релейные конденсаторные установки для повышения коэффициента мощности – их вытеснят быстродействующие УКРМ с тиристорными ключами в силовом блоке и контроллере, а по прогнозам – гибридные решения пакетов тиристорных УКРМТ и АФГ в сочетании с пассивными фильтрами гармоник.